烏江渡水電站庫區泥沙監測資料分析

摘 要：烏江渡發電廠根據大壩及庫區安全運行需要，開展烏江渡庫區泥沙原型觀測及庫容復核，通過實測資料驗證庫區泥沙淤積情況，并指導電站的合理運行，綜合考慮洪水調度、電力調度、泥沙調度，為水電站正常運行提供技術依據。

關鍵詞：泥沙淤積；GPS；RTK；退耕還林；總庫容

1 工程概況

烏江渡水庫位于烏江中游，為狹長河道型水庫。正常蓄水位？犖760.00m，死水位？犖720.00m，設計洪水位？犖760.30m，校核洪水位？犖762.80m。正常蓄水位時，水庫面積48km2，主河道回水長度76km，總庫容23.0億m3，有效庫容13.5億m3，多年平均徑流量158億m3，多年平均流量502m3/s，設計單庫運行為不完全年調節水庫。

2 庫容復核目的及意義

烏江渡水電站自1979年下閘蓄水以來，壩前泥沙淤積較快，至1989年根據實測泥沙淤積方量計算，水庫泥沙淤積方量達2.04～2.10億m3，壩前泥沙淤積已達？犖659.70m，已經達到水庫泥沙設計50年的淤積狀況，并給烏江渡水電站運行帶來了一些影響，最終導致分別設在？犖645m、？犖655m、？犖665m的三個工業取水口徹底報廢。烏江渡水庫從1979年至1985年期間水庫泥沙淤積發展較快，但從1986年以后有所減緩，特別是隨著上有東風水庫的建成以及后來上游梯級水庫逐步形成，烏江渡水庫的泥沙淤積得到了進一步的緩解，至2012年實測壩前泥沙淤積？犖660.46m。為了充分的發揮梯級水庫聯合調度的優勢，最大限度的發揮水庫梯級調度的防洪功能以及經濟效益，開展水庫庫容復核工作非常有工程實踐意義。

3 水庫泥沙淤積發展特征

烏江渡水庫自蓄水幾年后，壩前泥沙淤積發展較快，排沙設施效果不理想，入庫泥沙絕大多數落淤在庫內。截至1989年底壩前淤積已達？犖659.70m，已經達到原設計運用50年后壩前淤積？犖660m，直接影響了大壩三層取水口（？犖645m、？犖655m、？犖665m）的運行使用。1995年底壩前淤積高程為661m，1998年12月實測壩前淤積最高達？犖663.11m，已超過50年后設計標準3.11m。2000年底，實測壩前淤積高程為662.23m，較1998年淤高下降近1m，2005年烏江渡庫區泥沙的淤積形態與往年相比未見改變，沖淤平衡自2000年起推進至海馬孔后已維持至今。在梯級流域開發以后，上游水電站相繼建成，庫區岸邊實施退耕還林后，庫區泥沙淤積明顯放緩，趨于穩定平衡狀態。

4 水庫泥沙淤積初步分析

為全面反映烏江渡庫區泥沙淤積情況，烏江電廠于2012年9月20日至2012年11月17日對烏江渡庫區進行了一次泥沙淤積斷面測量。

4.1 縱剖面形態

根據水庫縱剖面呈帶狀淤積的特點，整個水庫劃分為：水庫變動回水區段、常年回水區行水段和常年回水區靜水段。

4.1.1 變動回水區段

從六廣至海馬孔，該段全長23.339km。具有水庫與天然河道雙重屬性，在庫水位較高時較粗泥沙在該段開始淤積，當庫水位下降后回水末端向下游移動，原來高水位淤積泥沙被沖到下游淤積；庫水降低至一定程度時，變成天然河道，河床發生沖刷，形成一定寬度和深度的主槽，該段泥沙淤積層厚10～30m。近幾年由于上游洪家渡、東風電站、索風營電站的相繼下閘蓄水，2012年11月測量時，庫水位在？犖750.00米左右。六廣至海馬孔段已成天然河道。2012年實測從六廣至海馬孔段距離全長約23.34km，泥沙淤積高程和往年測值相比，趨于穩定狀態。由于水庫回水末端河床狹窄，入庫泥沙粒徑小，庫水位變幅較大，低水位時末端呈天然河道，淤積泥沙易被沖走。因此，該運行條件下不可能發生末端泥沙淤積上延，對上游索風營電站尾水位也不會產生影響。

4.1.2 常年回水區行水段

從海馬孔至巖腳寨，該段全長21.44km，主要是懸移質淤積，淤積范圍較長，水深在10～80m間變化，主要是異重流沿程落淤及水庫末端泥沙沖刷下移淤積而成，淤積厚度20～40m。該段實測的淤積均有不同程度的下降，2005年淤積高程比2000年分別降低0.63～3.45米。該段縱剖面比降2.39‰，較天然河床1.99‰的比降陡。

4.1.3 常年回水區靜水段

從巖腳寨至壩前，該段全長22.869km，常年水深在65～100m之間，是大壩工程開挖導流洞時上游圍堰的回水段，淤積物主要是懸移質泥沙中的極細沙，主要是異重流和靜水沉降而形成。該段淤積厚度在30～50m，呈帶狀沿程淤積形態。從實測情況來看，可將該段劃分為四段，即：巖腳寨至息烽河口庫段、息烽河口至壩前#3斷面庫段、壩前#3斷面至近壩前#1斷面庫段及壩前#1斷面至大壩庫段。

（1）巖腳寨至息烽河口庫段，該段全長約14.913km，歷年淤積出現交替變化，與2005年相比，除梯子巖、大塘外，均出現平緩淤積抬高，其中巖腳寨淤高2.81m，長崗淤高2.83m，尹家壩淤高2.86m，漩塘淤高1.76m，表明異重流所挾帶的泥沙大多數在此段落淤，也說明水庫的異重流大多數潛入此段后消失。

（2）息烽河口至壩前#3斷面庫段，該段長約7.719km，該段2012年實測淤積高程比2005年增加2m左右，但和2005年以前往年測值相比相差較小，趨于穩定，表明該段泥沙在2000年上游實施退耕還林政策以后，植被較好，說明息烽河、金沙河的入庫水含沙量較小，已基本無泥沙淤積到河里。

（3）壩前#3斷面至近壩前#1斷面庫段，該段長約0.222km，實測該段淤高出現在近壩前#1斷面，最深點高程為660.70m，比2005年最深點高程淤高2.08m，比2000年的最深點抬高4.87m，但和1995年最深點高程一樣，2012年來水較好，受水庫泄洪影響，泥沙向壩前推進，導致淤積抬高。

（4）壩前#1斷面至大壩庫段，該段長約0.015km，2012年實測斷面最深點淤積高程為660.46m，比2005年最深點高程為658.72m抬高1.74m，比2000年最深點高程662.23降低1.77m，壩前淤沙高程呈現交替變化，主要受泄洪影響。

4.2 橫斷面淤積形態

由往年所測橫斷面淤積形態表明，水庫泥沙主要集中在主河槽內平行淤積，邊壁落淤很少。一些寬闊斷面如周家堰、野紀河口、漩塘等有灘地淤積現象，表現基本上也是與其主河槽一致平行淤積。2012年實測橫斷面淤積高程，大部分斷面比2005年實測斷面淤積高程抬高，但與2000年實測斷面淤積高程相比，大部分有所降低。在方家壩至代家灣庫段，主河槽出現的深切現象主要是在低水位運行情況下、索風營電站建成后發電、棄水對該段的沖刷所致。

5 庫區泥沙監測成果分析

自1979年11月下閘蓄水至2012年11月測量時，烏江渡水庫庫容淤積為1.868億m3，占設計總庫容的8.12%。從往年泥沙實測資料表明：

（1）上游洪家渡、東風水電站、索風營電站水庫相繼建成，以及庫區實施“退耕還林、還草”的政策，對泥沙起到了很好的攔蓄作用，使上游來水含沙量大大減少，水庫的泥沙淤積速度大大減緩、泥沙淤積量大大減少。

（2）由于水庫變動回水區段庫水位變幅較大，低水位時末端呈天然河道，淤積泥沙易被沖走。因此，該運行條件下不可能發生末端泥沙淤積上延，對上游索風營電站尾水位不會產生影響。

（3）根據2012年及往年實測資料分析，2012年所測泥沙淤積與1989年相比，1989年占設計總庫容的9%左右，2012年占設計總庫容的8.12%。從泥沙淤積量減少的結果來看，主要是由于1989年與2012年兩次測量采用的方法、測量精度以及測量時候的環境有所不同，但也可以說明自1989年以來烏江渡水庫的泥沙淤積形勢得到了較大的改善，泥沙淤積對烏江渡水庫的有效庫容指數沒有產生任何影響。

由此推測烏江水庫的最終淤積平衡將比原設計年限大大延長，對烏江渡水庫的運行極為有利。

作者簡介：華朝鋒（1985-），男，貴州甕安，助理工程師，主要從事水電站大壩安全監測、維護工作。